JP6550962B2 - Epitaxial growth equipment for silicon carbide semiconductor - Google Patents

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Description

本発明は、炭化珪素(以下、SiCという)半導体をエピタキシャル成長させることができるエピタキシャル成長装置に関するものである。   The present invention relates to an epitaxial growth apparatus capable of epitaxially growing a silicon carbide (hereinafter referred to as SiC) semiconductor.

従来、特許文献1において、SiC半導体基板の表面にガスを均一に供給しつつ、メンテナンス頻度を下げることができるCVD(chemical vapor deposition)装置が提案されている。このCVD装置では、インレットへの堆積物を最小限とすることでメンテナンス頻度を下げられるように、冷却機構を備えたプレート状のインレットを用いている。   Conventionally, Patent Document 1 proposes a chemical vapor deposition (CVD) apparatus capable of reducing the frequency of maintenance while uniformly supplying a gas to the surface of a SiC semiconductor substrate. In this CVD apparatus, a plate-like inlet equipped with a cooling mechanism is used so that maintenance frequency can be reduced by minimizing deposits on the inlet.

具体的には、図9に示すように、平板状のインレットJ1に複数の穴を設けてガス導入孔J2を構成し、各ガス導入孔J2から、エピタキシャル成長が行われる反応室内にSi(シリコン)を含むSi原料ガスやC(炭素)を含むC原料ガスを供給している。また、ガス導入孔J2のうちSi原料ガスやC原料ガスが導入されるものと異なるものより、p型不純物のドーパントガスを供給している。そして、ガス導入孔J2が形成されたインレットJ1の内部に冷却水J3が流通させられる冷却水通路J4が設けられ、インレットJ1が冷却されるようにしている。   Specifically, as shown in FIG. 9, a plurality of holes are provided in a flat inlet J1 to form a gas introduction hole J2, and Si (silicon) is formed from each gas introduction hole J2 into a reaction chamber in which epitaxial growth is performed. Si source gas containing C and C source gas containing C (carbon) are supplied. In addition, the dopant gas of the p-type impurity is supplied from a gas introduction hole J2 different from that to which the Si source gas or the C source gas is introduced. A cooling water passage J4 through which the cooling water J3 is caused to flow is provided in the inlet J1 in which the gas introduction hole J2 is formed, and the inlet J1 is cooled.

特表2008−508744号公報Special table 2008-508744

しかしながら、図9に示したように、インレットJ1のうち反応室側の先端は平面状となっていることから、図中の破線矢印で示したようなガス流の淀みが生じ得る。これにより、ドーパントガスが対流し、エピタキシャル成長させるSiC半導体層の深さ方向のキャリア濃度の制御性が悪くなるという問題がある。すなわち、エピタキシャル成長させるSiC半導体層の深さ方向において、キャリア濃度を急峻に変えるような構造を実現することが難しい。特に、SiC半導体のような高温雰囲気でエピタキシャル成長が行われるものにおいては、インレット近傍の温度勾配が大きく、ガス流の淀みが生じやすい。   However, as shown in FIG. 9, since the tip on the reaction chamber side of the inlet J1 is flat, stagnation of the gas flow as shown by the broken arrow in the figure may occur. As a result, there is a problem that the dopant gas convects and the controllability of the carrier concentration in the depth direction of the SiC semiconductor layer to be epitaxially grown is deteriorated. That is, it is difficult to realize a structure in which the carrier concentration is sharply changed in the depth direction of the SiC semiconductor layer to be epitaxially grown. In particular, in the case where epitaxial growth is performed in a high temperature atmosphere such as a SiC semiconductor, the temperature gradient in the vicinity of the inlet is large, and the stagnation of the gas flow tends to occur.

本発明は上記点に鑑みて、エピタキシャル成長させるSiC半導体層のキャリア濃度を制御性良く形成可能なSiC半導体におけるエピタキシャル成長装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an epitaxial growth apparatus for a SiC semiconductor capable of forming carrier concentration of an epitaxially grown SiC semiconductor layer with good controllability.

上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、成長室を構成するチャンバー(20)と、チャンバー内に構成される成長室内に備えられ、SiC半導体基板(70)が設置される設置面を構成するサセプタ部(50)と、Si原料含有ガス、C原料含有ガス、SiC半導体の不純物となる元素を含むドーパントガスが導入される複数の分離部屋(40)を構成すると共に、該分離部屋に導入されたガスを成長室に導入するガス導入口(31a〜31d)を有するインレット(30)と、SiC半導体基板を加熱するヒータ(60)と、を有し、ヒータにてSiC半導体基板を加熱しつつ、ガス導入口を通じて、Si原料含有ガス、C原料含有ガスおよびドーパントガスを成長室内に導入することで、SiC半導体基板の上にSiC半導体層をエピタキシャル成長させるエピタキシャル成長装置であって、インレットは、複数の分離部屋と成長室とを区画すると共にガス導入口を構成し、内部に冷却機構(35)が備えられた導入口構成部(34)を有し、導入口構成部は、同心状に配置された枠状の複数の構成部(34a〜34c)を有した構成とされると共に、該複数の構成部の間にガス導入口を構成しており、複数の分離部屋それぞれから成長室に向かう方向に対して複数の構成部のうちガス導入口を構成している壁面が傾斜させられることで該複数の構成部が先細り形状とされており、該複数の構成部のうち最も成長室側の先端に至るまで壁面が傾斜させられていることを特徴としている。   In order to achieve the above object, according to the invention as set forth in claim 1, the chamber (20) constituting the growth chamber, the growth chamber provided in the chamber, and the installation in which the SiC semiconductor substrate (70) is installed A susceptor portion (50) constituting a surface, a plurality of separation chambers (40) into which a dopant gas including an Si source-containing gas, a C source-containing gas, and an element serving as an impurity of a SiC semiconductor is introduced An inlet (30) having gas inlets (31a to 31d) for introducing a gas introduced into the chamber into the growth chamber, and a heater (60) for heating the SiC semiconductor substrate. The Si source material containing gas, the C source material containing gas, and the dopant gas are introduced into the growth chamber through the gas inlet while heating the SiC semiconductor substrate on the SiC semiconductor substrate. An epitaxial growth apparatus for epitaxially growing a body layer, wherein an inlet partitions a plurality of separation chambers and a growth chamber, constitutes a gas inlet, and has an inlet opening portion (34) provided with a cooling mechanism (35) inside. And the inlet component has a plurality of concentrically arranged frame-like components (34a to 34c), and a gas inlet is interposed between the components. The plurality of constituent parts are tapered because the wall surface constituting the gas inlet among the plurality of constituent parts is inclined with respect to the direction from each of the plurality of separation chambers toward the growth chamber. It is characterized in that the wall surface is inclined to the tip on the growth chamber side most among the plurality of components.

このように、複数の構成部のうち最も成長室側の先端に至るまで壁面を傾斜させている。つまり、複数の構成部の先端に平坦面の無い構造とされている。このため、当該構成部の先端において、ガス流の淀みが発生することを抑制できる。このため、ドーパントガスが対流することを抑制でき、SiC半導体層に含まれるキャリア濃度を制御性良く調整することが可能となる。   As described above, the wall surface is inclined to the tip on the growth chamber side of the plurality of components. That is, it is set as the structure without a flat surface at the front-end | tip of a some structure part. For this reason, it is possible to suppress the occurrence of gas flow stagnation at the tip of the component. For this reason, it can suppress that a dopant gas convects, and it becomes possible to adjust the carrier concentration contained in a SiC semiconductor layer with sufficient controllability.

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows an example of a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.

本発明の第1実施形態にかかるエピタキシャル成長装置10の断面図である。1 is a cross-sectional view of an epitaxial growth apparatus 10 according to a first embodiment of the present invention. 図1のII−II断面図である。It is II-II sectional drawing of FIG. 図1中のインレット30からのガス流れを示した断面図である。It is sectional drawing which showed the gas flow from the inlet 30 in FIG. キャリア濃度と深さの関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between carrier concentration and depth. 本発明の第2実施形態にかかるエピタキシャル成長装置10の断面図である。It is sectional drawing of the epitaxial growth apparatus 10 concerning 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態にかかるエピタキシャル成長装置10の断面図である。It is sectional drawing of the epitaxial growth apparatus 10 concerning 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態にかかるエピタキシャル成長装置10の断面図である。It is sectional drawing of the epitaxial growth apparatus 10 concerning 4th Embodiment of this invention. 他の実施形態で説明する導入口構成部34a〜34cの先端形状を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the front-end | tip shape of inlet part structure part 34a-34c demonstrated by other embodiment. 従来のインレットJ1からのガス流れを示した断面図である。It is sectional drawing which showed the gas flow from the conventional inlet J1.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same as or equivalent to each other will be described with the same reference numerals.

(第1実施形態)
図1および図2を参照して、本発明の第1実施形態にかかるSiC半導体のエピタキシャル成長装置10について説明する。なお、図2は、図1のII-II断面図に相当し、図1は、図2のI−I断面図に相当している。
First Embodiment
An SiC semiconductor epitaxial growth apparatus 10 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. 2 corresponds to the II-II sectional view of FIG. 1, and FIG. 1 corresponds to the II sectional view of FIG.

図1に示すように、SiC半導体におけるエピタキシャル成長装置10は、チャンバー20、インレット30、分離部屋40、サセプタ部50およびヒータ60を備えた構成とされている。エピタキシャル成長装置10は、図1の紙面上下方向が天地方向となるように設置されている。   As shown in FIG. 1, the epitaxial growth apparatus 10 for a SiC semiconductor is configured to include a chamber 20, an inlet 30, a separation chamber 40, a susceptor unit 50, and a heater 60. The epitaxial growth apparatus 10 is installed so that the vertical direction of the drawing in FIG.

チャンバー20は、例えばSUSなどの金属によって構成されており、成長室を構成する中空部を有した円筒形状部材によって構成されている。エピタキシャル成長装置10は、このチャンバー20の内部における上方位置にインレット30によって構成される分離部屋40を備えていると共に、分離部屋40の下方位置にサセプタ部50を備え、サセプタ部50に設置されたSiC半導体基板70の表面にSiC半導体層80をエピタキシャル成長させる。   The chamber 20 is made of, for example, a metal such as SUS, and is made of a cylindrical member having a hollow portion that forms a growth chamber. The epitaxial growth apparatus 10 includes a separation chamber 40 constituted by an inlet 30 at an upper position inside the chamber 20, and a susceptor portion 50 at a lower position of the separation chamber 40, and an SiC installed in the susceptor portion 50. SiC semiconductor layer 80 is epitaxially grown on the surface of semiconductor substrate 70.

チャンバー20には冷却機構21が備えられている。冷却機構21は、例えば冷却水22が循環させられる流水経路を構成するものであり、図示しない流水入口と流水出口が形成されていて、流水入口から冷却水22が導入され、流水出口より排出されることで、常にチャンバー20を冷却できるようになっている。例えば、チャンバー20の側壁23においては、上下方向に延設される仕切り壁が設けられることで冷水経路を仕切っており、その仕切り壁の両側に流水入口と流水出口が設けられることで、冷却水22がチャンバー20の側壁23の周方向に沿って流動させられるようになっている。また、チャンバー20の底面24においては、図では略全域に流水経路を設けた構造として示してあるが、例えば螺旋状に流水経路が設けられ、螺旋の両端に流水入口と流水出口が設けられることで、冷却水22が螺旋状に流動させられるようになっている。   The chamber 20 is provided with a cooling mechanism 21. The cooling mechanism 21 constitutes a flowing water path through which, for example, the cooling water 22 is circulated. A cooling water inlet and a flowing water outlet (not shown) are formed, and the cooling water 22 is introduced from the flowing water inlet and discharged from the flowing water outlet. Thus, the chamber 20 can always be cooled. For example, the side wall 23 of the chamber 20 is provided with a partition wall extending in the vertical direction to partition the chilled water path, and a running water inlet and a running water outlet are provided on both sides of the partition wall, thereby 22 are made to flow along the circumferential direction of the side wall 23 of the chamber 20. Further, in the figure, the bottom surface 24 of the chamber 20 is shown as a structure in which a flowing water path is provided in substantially the entire region, but for example, a flowing water path is provided in a spiral shape, and a flowing water inlet and a flowing water outlet are provided at both ends of the spiral. Thus, the cooling water 22 is allowed to flow spirally.

なお、チャンバー20における底面24には、ガス排出口25が設けられており、このガス排出口25を通じてチャンバー20内からのガス排出が行われるようになっている。   A gas discharge port 25 is provided on the bottom surface 24 of the chamber 20, and the gas discharge from the inside of the chamber 20 is performed through the gas discharge port 25.

インレット30は、チャンバー20の上蓋を構成しつつガス導入を行うものであり、例えばSUSなどの金属によって構成されている。インレット30は、内部に分離部屋40として第1〜第4部屋40a〜40dを形成していると共に第1〜第4部屋40a〜40dそれぞれをチャンバー20内に設けられる内部空間と連通させてガス導入を行うガス導入口31a〜31dを備えている。具体的には、インレット30は、板状部32と、板状部32の下面(チャンバー20の内側)に配置された仕切壁部33と、仕切壁部33の先端に設けられた導入口構成部34とを有した構成とされている。   The inlet 30 introduces gas while constituting the upper lid of the chamber 20, and is made of a metal such as SUS, for example. The inlet 30 forms first to fourth chambers 40a to 40d as the separation chamber 40 inside and communicates each of the first to fourth chambers 40a to 40d with the internal space provided in the chamber 20 to introduce the gas. The gas inlets 31a to 31d are provided. Specifically, the inlet 30 has a plate-like portion 32, a partition wall 33 disposed on the lower surface of the plate-like portion 32 (inside the chamber 20), and an inlet configuration provided at the tip of the partition wall 33. And a portion 34.

板状部32は、チャンバー20の上蓋を構成するものであり、本実施形態の場合は円盤状の部材によって構成されている。板状部32のうち第1〜第4部屋40a〜40dと対応する位置にはガス流入穴32a〜32dが形成され、ガス流入穴32a〜32dを通じて第1〜第4部屋40a〜40dへのガス流入が行われる。   The plate-like portion 32 constitutes the upper lid of the chamber 20, and in the case of this embodiment, is constituted by a disk-like member. Gas inflow holes 32a to 32d are formed at positions corresponding to the first to fourth chambers 40a to 40d in the plate-like portion 32, and gas to the first to fourth chambers 40a to 40d is formed through the gas inflow holes 32a to 32d. Inflow takes place.

仕切壁部33は、第1〜第4部屋40a〜40bを仕切ると共に空間として区画する役割を果たす。具体的には、仕切壁部33は、板状部32の中心より同心円状に配置された円形枠状の突起部によって構成されている。仕切壁部33は、第1部屋40aの周囲を囲む第1仕切壁33a、第1仕切壁33aを囲み第1仕切壁33aとの間に第2部屋40bを構成する第2仕切壁33b、第2仕切壁33bを囲み第2仕切壁33bとの間に第3部屋40cを構成する第3仕切壁33c、第3仕切壁33cを囲み第3仕切壁33cとの間に第4部屋40dを構成する第4仕切壁33dを備える。第1〜第4仕切壁33a〜33dがそれぞれ円形枠状とされていることから、第1部屋40aは円形状、第2〜第4部屋40b〜40dがそれぞれ円環状の部屋とされている。   The partition wall part 33 plays a role of partitioning the first to fourth rooms 40a to 40b as a space. Specifically, the partition wall portion 33 is constituted by a circular frame-shaped projection portion concentrically arranged from the center of the plate-like portion 32. The partition wall 33 includes a first partition wall 33a that surrounds the periphery of the first room 40a, a second partition wall 33b that surrounds the first partition wall 33a and forms the second chamber 40b between the first partition wall 33a, A third partition wall 33c that surrounds the second partition wall 33b and forms the third chamber 40c between the second partition wall 33b, and a fourth chamber 40d that surrounds the third partition wall 33c and between the third partition wall 33c The fourth partition wall 33d is provided. Since each of the first to fourth partition walls 33a to 33d has a circular frame shape, the first room 40a is a circular shape, and the second to fourth rooms 40b to 40d are each an annular room.

導入口構成部34は、第1〜第4部屋40a〜40dとチャンバー20内の成長室とを区画すると共に、第1〜第4部屋40a〜40dに流入された各種ガスを成長室内へ導入するガス導入口31a〜31dが備えられたものである。図2に示すように、本実施形態では、ガス導入口31a〜31dは、円形状とされた第1導入口31aと、第1導入口31aを中心として同心円状に設けられた円環状の第2〜第4導入口31b〜31dとによって構成されている。第1〜第4導入口31a〜31dは、それぞれ開口幅、具体的には径方向寸法が等しくされている。ただし、開口幅については任意であり、異なる開口幅であっても良く、例えば中央に位置する第1導入口31aから最も外周側に位置する第4導入口31dに掛けて順に開口幅が増加もしくは減少させたものであっても構わない。   The inlet configuration unit 34 divides the first to fourth chambers 40a to 40d and the growth chamber in the chamber 20 and introduces various gases introduced into the first to fourth chambers 40a to 40d into the growth chamber. Gas inlets 31a to 31d are provided. As shown in FIG. 2, in this embodiment, the gas inlets 31a to 31d are a first inlet 31a that is circular, and an annular first that is concentrically provided around the first inlet 31a. It is comprised by 2nd-4th inlet 31b-31d. The first to fourth introduction ports 31a to 31d have the same opening width, specifically the radial dimension. However, the opening width is arbitrary, and may be different. For example, the opening width may increase in order from the first inlet 31a located at the center to the fourth inlet 31d located at the outermost side It may be reduced.

導入口構成部34には、その内部に冷却機構35が備えられており、例えば導入口構成部34を200℃以下に冷却できるようにされている。この冷却機構35によって、導入口構成部34のうち第1〜第4導入口31a〜31dを構成している壁面および第1〜第4導入口31a〜31dを通じて導入される各種ガスを冷却することで、導入口構成部34への堆積物の付着を抑制している。ここでいう堆積物とは、SiCやドーパントとされるAlなどが該当する。具体的には、導入口構成部34は、第1〜第4導入口31a〜31dによって第1〜第3構成部34a〜34cに分割されており、第1〜第3構成部34a〜34cそれぞれに冷却機構35が設けられている。   The inlet structure part 34 is equipped with the cooling mechanism 35 in the inside, for example, it is made for cooling the inlet structure part 34 to 200 degrees C or less. The cooling mechanism 35 cools various gas introduced through the wall surfaces constituting the first to fourth inlets 31 a to 31 d and the first to fourth inlets 31 a to 31 d of the inlet configuration part 34. The adhesion of the deposit to the inlet structure 34 is suppressed. The deposits referred to here correspond to SiC, Al used as a dopant, and the like. Specifically, the inlet configuration section 34 is divided into first to third configuration sections 34a to 34c by the first to fourth inlets 31a to 31d, and the first to third configuration sections 34a to 34c, respectively. Is provided with a cooling mechanism 35.

冷却機構35は、例えば冷却水36が循環させられる流水経路を構成するものであり、図示しない流水入口と流水出口が形成されている。そして、冷却機構35に備えられた流水入口から冷却水36が導入され、流水出口より排出されることで、エピタキシャル成長中に常に第1〜第3構成部34a〜34cを冷却できるようになっている。例えば、板状部32および仕切壁部33に冷却水36が導入される経路の一部が設けられ、第1〜第3構成部34a〜34c内に冷却水36が流動させられるようになっている。その場合、例えば、第1〜第3構成部34a〜34c内において一部を切り欠いた円環状の流水経路とし、その切り欠かれた一端を流水入口、他端を流水出口とするにできる。   The cooling mechanism 35 constitutes, for example, a flowing water path through which the cooling water 36 is circulated, and a flowing water inlet and a flowing water outlet (not shown) are formed. And the cooling water 36 is introduce | transduced from the flowing water inlet with which the cooling mechanism 35 was equipped, and is discharged | emitted from a flowing water outlet, so that it can always cool the 1st-3rd components 34a-34c during epitaxial growth. . For example, a portion of the path through which the cooling water 36 is introduced is provided in the plate-like portion 32 and the partition wall portion 33, and the cooling water 36 is made to flow in the first to third component portions 34a to 34c. Yes. In that case, for example, it is possible to use an annular water flow path with a part cut away in the first to third components 34a to 34c, and use one end of the cut as a water flow inlet and the other end as a water flow outlet.

また、第1〜第3構成部34a〜34cは、それぞれ、チャンバー20における成長室側において、先端部が先細り形状とされている。より詳しくは、第1〜第3構成部34a〜34cのうち、各部屋40a〜40dより成長室に向かう方向(サセプタ部50の表面に対する法線方向)に対して第1〜第4導入口31a〜31dを構成する壁面(側面)が傾斜させられ、第1〜第4導入口31a〜31dの開口幅が成長室側に向けて徐々に広げられている。本実施形態の場合、図1に示す断面において、当該壁面のうちの成長室側の部分を直線状に傾斜させることでテーパ面としている。当該壁面は、第1〜第3構成部34a〜34cのうち最もサセプタ部50側の先端に至るまで傾斜させられており、先端に平坦面の無い構造とされている。   In the growth chamber side of the chamber 20, the tips of the first to third component portions 34a to 34c are tapered. More specifically, among the first to third components 34a to 34c, the first to fourth introduction ports 31a with respect to the direction from the respective chambers 40a to 40d toward the growth chamber (normal direction with respect to the surface of the susceptor unit 50). The wall surfaces (side surfaces) constituting ~ 31d are inclined, and the opening widths of the first to fourth inlets 31a to 31d are gradually expanded toward the growth chamber side. In the case of the present embodiment, in the cross section shown in FIG. 1, a portion on the growth chamber side of the wall surface is linearly inclined to form a tapered surface. The wall surface is inclined to the most distal end on the susceptor unit 50 side among the first to third component portions 34a to 34c, and has a structure without a flat surface at the distal end.

ガス流入穴32a〜32dは、SiC半導体の原料を含有するガスやキャリアガスなどを第1〜第4部屋40a〜40dそれぞれに別々に導入する入口となる。本実施形態の場合には、ガス流入穴32a〜32dとして、第1〜第4流入穴32a〜32dの4種類が備えられており、第1〜第4流入穴32a〜32dそれぞれより各種ガスを導入する。具体的には、第1〜第4流入穴32a〜32dは、第1〜第4部屋40a〜40dそれぞれに対応した位置に形成されている。第1〜第4流入穴32a〜32dは、それぞれ単数であっても良いが複数とされていても良い。本実施形態の場合、例えば円環状とされた第2〜第4部屋40b〜40dについては第2〜第4流入穴32a〜32dを同心円状に複数個配置してある。   The gas inflow holes 32 a to 32 d serve as inlets for separately introducing a gas containing a raw material of the SiC semiconductor, a carrier gas, and the like into each of the first to fourth chambers 40 a to 40 d. In the case of the present embodiment, four types of first to fourth inflow holes 32a to 32d are provided as the gas inflow holes 32a to 32d, and various gases are respectively supplied from the first to fourth inflow holes 32a to 32d. Introduce. Specifically, the first to fourth inflow holes 32a to 32d are formed at positions corresponding to the first to fourth chambers 40a to 40d, respectively. Each of the first to fourth inflow holes 32a to 32d may be single or plural. In the case of the present embodiment, a plurality of second to fourth inflow holes 32 a to 32 d are concentrically arranged in the second to fourth chambers 40 b to 40 d which are, for example, annular.

第1〜第4流入穴32a〜32dには、ぞれぞれガス配管41〜44が繋げられており、ガス配管41〜44を通じて各種ガスが導入される。各ガス配管41〜44には、ガスボンベ45〜48が接続され、マスフローコントローラ(以下、MFCという)41a〜41d、42a〜42d、43a〜43d、44a〜44dにて流量制御が行えるようになっている。   Gas pipes 41 to 44 are respectively connected to the first to fourth inflow holes 32 a to 32 d, and various gases are introduced through the gas pipes 41 to 44. Gas cylinders 45 to 48 are connected to the gas pipes 41 to 44, and flow control can be performed by mass flow controllers (hereinafter referred to as MFC) 41a to 41d, 42a to 42d, 43a to 43d, and 44a to 44d. Yes.

ガスボンベ45は、Si原料ガスを収容しており、シラン系ガス(例えば、TCS(トリクロロシラン))を供給する。ガスボンベ46は、C原料ガスを収容しており、プロパン系ガス(例えば、C38(プロパン))を供給する。ガスボンベ47は、p型不純物を含むドーパントガス(例えばTMA(トリメチルアルミニウム))を供給する。ガスボンベ48は、キャリアガスなどを収容しており、例えば、H2(水素)や不活性ガスなどを供給する。 The gas cylinder 45 contains an Si source gas, and supplies a silane-based gas (for example, TCS (trichlorosilane)). The gas cylinder 46 contains C source gas and supplies propane-based gas (for example, C 3 H 8 (propane)). The gas cylinder 47 supplies a dopant gas (for example, TMA (trimethylaluminum)) containing a p-type impurity. The gas cylinder 48 contains a carrier gas and the like, and supplies, for example, H 2 (hydrogen), an inert gas, and the like.

なお、ここではSi原料ガス、C原料ガス、ドーパントガス、キャリアガスの一例を示しているが、勿論、他のガスを用いても構わない。   Although an example of the Si source gas, the C source gas, the dopant gas, and the carrier gas is shown here, of course, other gases may be used.

分離部屋40は、チャンバー20内に構成された成長室内の上部において水平方向に複数に分離されて構成され、第1〜第4流入穴32a〜32dからのガスを分離した状態で導入できる部屋である。本実施形態の場合、分離部屋40は、第1〜第4部屋40a〜40dによって構成されており、第1〜第4部屋40a〜40dは、上記した第1〜第4仕切壁33a〜33dによって区画されている。これにより、第1部屋40aが円形状、第2〜第4部屋40b〜40cが第1部屋40aを囲むように同心円状に配置された円環状とされている。   The separation chamber 40 is horizontally divided into a plurality of divisions in the upper part of the growth chamber formed in the chamber 20, and can be introduced into the first to fourth inflow holes 32a to 32d in a separated state. is there. In the case of this embodiment, the separation chamber 40 is constituted by the first to fourth chambers 40a to 40d, and the first to fourth chambers 40a to 40d are formed by the first to fourth partition walls 33a to 33d described above. It is partitioned. As a result, the first chamber 40a has a circular shape, and the second to fourth chambers 40b to 40c have an annular shape arranged concentrically so as to surround the first chamber 40a.

サセプタ部50は、SiC半導体基板70を設置するマウント部となる部材である。サセプタ部50は、上面がSiC半導体基板70の設置面とされており、本実施形態の場合、円盤形状とされている。サセプタ部50には、下方に延びる棒状の支持軸51が備えられている。図示していないが、支持軸51は、チャンバー20の底面24より外部まで引き出されていて、図示しない回転機構に連結されることで回転可能とされている。   The susceptor unit 50 is a member serving as a mount unit on which the SiC semiconductor substrate 70 is installed. The upper surface of the susceptor unit 50 is an installation surface of the SiC semiconductor substrate 70. In the present embodiment, the susceptor unit 50 has a disk shape. The susceptor unit 50 is provided with a rod-like support shaft 51 extending downward. Although not shown, the support shaft 51 is drawn to the outside from the bottom surface 24 of the chamber 20 and can be rotated by being connected to a rotation mechanism (not shown).

ヒータ60は、サセプタ部50におけるSiC半導体基板70の設置面と対向する円盤状のヒータなどによって構成されている。ヒータ60には、図示しない配線を通じて外部からの通電が行われる。これにより、ヒータ60にて、サセプタ部50の裏面側からSiC半導体基板70をSiC半導体層80の成長に適した温度に加熱する。   The heater 60 is configured by a disk-shaped heater or the like facing the installation surface of the SiC semiconductor substrate 70 in the susceptor unit 50. The heater 60 is externally energized through a wire (not shown). Thus, the heater 60 heats the SiC semiconductor substrate 70 from the back surface side of the susceptor unit 50 to a temperature suitable for the growth of the SiC semiconductor layer 80.

なお、図示していないが、チャンバー20内は減圧装置によって減圧雰囲気に制御することが可能となっており、SiC半導体層80の成長時には空気などを除いてガスボンベ45〜48からのガス種のみで成長室内を満たせるようになっている。   Although not shown, the inside of the chamber 20 can be controlled to a reduced pressure atmosphere by a pressure reducing device, and at the time of growth of the SiC semiconductor layer 80, only air from the gas cylinders 45 to 48 is removed except for air. The growth chamber can be filled.

以上のような構成によりエピタキシャル成長装置10が構成されている。このように構成されたエピタキシャル成長装置10を用いて、次のようにしてSiC半導体基板70の表面にSiC半導体層80を成膜する。   The epitaxial growth apparatus 10 is configured as described above. The SiC semiconductor layer 80 is formed on the surface of the SiC semiconductor substrate 70 as follows, using the epitaxial growth apparatus 10 configured as described above.

具体的には、ヒータ60によってSiC半導体基板70を加熱(例えば1600℃)にしつつ、減圧雰囲気(例えば、13.3kPa=100Torr)とし、MFC41a〜41d、42a〜42d、43a〜43d、44a〜44dにて流量制御を制御しつつ、ガスボンベ45〜48より各種ガスを供給する。そして、ガス配管41〜44を通じて第1〜第4部屋40a〜40dに各種ガスが流入され、第1〜第4導入口31a〜31dを通じてチャンバー20の成長室内に導入される。このガスが加熱されたSiC半導体基板70の近傍において加熱分解されることで、SiC半導体基板70の表面にSiC半導体層80がエピタキシャル成長させられる。このとき、ドーパントとなる元素であるAlを含むTMAを導入すると、SiC半導体層80としてp型エピタキシャル層を成長させることができる。これにより、SiC半導体基板70の上に、所望の不純物濃度のp型のSiC半導体をエピタキシャル成長させたエピ基板を得ることができる。   Specifically, while the SiC semiconductor substrate 70 is heated (for example, 1600 ° C.) by the heater 60, a reduced pressure atmosphere (for example, 13.3 kPa = 100 Torr) is set, and the MFCs 41a to 41d, 42a to 42d, 43a to 43d, and 44a to 44d. The various gases are supplied from the gas cylinders 45 to 48 while controlling the flow rate control. Then, various gases flow into the first to fourth chambers 40a to 40d through the gas pipes 41 to 44, and are introduced into the growth chamber of the chamber 20 through the first to fourth inlets 31a to 31d. The gas is thermally decomposed in the vicinity of the heated SiC semiconductor substrate 70, whereby the SiC semiconductor layer 80 is epitaxially grown on the surface of the SiC semiconductor substrate 70. At this time, a p-type epitaxial layer can be grown as the SiC semiconductor layer 80 by introducing TMA containing Al which is an element to be a dopant. Thus, it is possible to obtain an epi-substrate in which a p-type SiC semiconductor having a desired impurity concentration is epitaxially grown on SiC semiconductor substrate 70.

ここで、上記したように、第1〜第3構成部34a〜34cのうち、第1〜第4導入口31a〜31dを構成する壁面を成長室側において傾斜させ、第1〜第4導入口31a〜31dの開口幅を成長室側に向けて徐々に広げている。このため、図3に矢印で示したように、各種ガスの導入範囲を広げられる。したがって、SiC半導体基板70の表面にほぼ面内分布無く均一に各種ガスを供給することが可能となる。   Here, as described above, the wall surfaces of the first to fourth inlets 31a to 31d among the first to third components 34a to 34c are inclined on the growth chamber side, and the first to fourth inlets are formed. The opening widths 31a to 31d are gradually widened toward the growth chamber side. For this reason, as shown by the arrows in FIG. 3, the introduction range of various gases can be expanded. Therefore, it becomes possible to supply various gases uniformly to the surface of SiC semiconductor substrate 70 with substantially no in-plane distribution.

また、第1〜第3構成部34a〜34cのうち、第1〜第4導入口31a〜31dを構成する壁面は、第1〜第3構成部34a〜34cのうち最もサセプタ部50側の先端に至るまで傾斜させられており、先端に平坦面の無い構造とされている。このため、当該壁面の先端において、ガス流の淀みが発生することを抑制できる。このため、ドーパントガスが対流することを抑制でき、SiC半導体層80に含まれるキャリア濃度(本実施形態の場合はp型不純物の不純物濃度)を制御性良く調整することが可能となる。したがって、エピタキシャル成長させるSiC半導体層80の深さ方向において、キャリア濃度を急峻に変えるような構造を実現することが可能となる。具体的には、図4中に実線で示したように、SiC半導体層80の深さ方向に対するキャリア濃度の変化が急変になり、図4中に破線で示したような緩やかな変化にならないようにできる。   The wall surfaces of the first to fourth inlets 31a to 31d among the first to third components 34a to 34c are the tips of the first to third components 34a to 34c closest to the susceptor 50. It is made to be inclined up to and has a structure without a flat surface at the tip. For this reason, it is possible to suppress the occurrence of gas flow stagnation at the tip of the wall surface. Therefore, convection of the dopant gas can be suppressed, and the carrier concentration (in the case of this embodiment, the impurity concentration of the p-type impurity) contained in the SiC semiconductor layer 80 can be adjusted with good controllability. Therefore, it is possible to realize a structure in which the carrier concentration is sharply changed in the depth direction of the SiC semiconductor layer 80 to be epitaxially grown. Specifically, as shown by the solid line in FIG. 4, the change of the carrier concentration in the depth direction of SiC semiconductor layer 80 changes rapidly and does not become a gradual change as shown by the broken line in FIG. Can be.

(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対してインレット30の構成を変更したものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
Second Embodiment
A second embodiment of the present invention will be described. The present embodiment is the same as the first embodiment except that the configuration of the inlet 30 is modified with respect to the first embodiment. Therefore, only the parts different from the first embodiment will be described.

上記第1実施形態では、ガス導入口31a〜31dから各種ガスをすべて混合させた状態で導入しているが、本実施形態では、各種ガスの少なくとも一部が別々に導入されるようにする。   In the first embodiment, all the various gases are introduced from the gas inlets 31a to 31d in a mixed state, but in the present embodiment, at least a part of the various gases are introduced separately.

図5に示すように、ガス導入口31a〜31dにパイプ部材31aa〜31daを配置している。パイプ部材31aa〜31daの先端は、第1〜第3構成部34a〜34cにおける第1〜第4導入口31a〜31dを構成する壁面のうち傾斜させられている部分の根元位置(最も成長室と反対側の位置)よりも突き出させられている。   As shown in FIG. 5, pipe members 31aa to 31da are disposed at the gas inlets 31a to 31d. The tips of the pipe members 31aa to 31da are root positions of the inclined portions of the wall surfaces constituting the first to fourth introduction ports 31a to 31d in the first to third constituent portions 34a to 34c (mostly with the growth chamber). It is made to project more than the opposite position).

このような構成において、パイプ部材31aa〜31daの内側からSi原料ガス(例えばTCS)、C原料ガス(例えばC38)、ドーパントガス(例えばTMA)およびキャリアガス(例えばH2、不活性ガス)を導入している。また、ガス導入口31a〜31dのうちパイプ部材31aa〜31daよりも外側からパージガス(例えばH2)を導入する。なお、ここではパージガスをキャリアガスと同じガスとしたが、異なるガスとしても良い。 In such a configuration, Si source gas (for example, TCS), C source gas (for example, C 3 H 8 ), dopant gas (for example, TMA), and carrier gas (for example, H 2 , inert gas) from the inside of the pipe members 31aa to 31da. ). Further, a purge gas (for example, H 2 ) is introduced from the outside of the pipe members 31aa to 31da among the gas inlets 31a to 31d. Here, the purge gas is the same gas as the carrier gas, but may be a different gas.

このように、Si原料ガス、C原料ガス、ドーパントガスおよびキャリアガスの周囲にパージガスを導入する形態としても良い。このような構造とすれば、より導入口構成部34への堆積物の付着を抑制することが可能となる。   Thus, the purge gas may be introduced around the Si source gas, the C source gas, the dopant gas, and the carrier gas. With such a structure, it is possible to further suppress the adhesion of the deposit to the inlet component 34.

なお、このような構成とする場合、ガス配管41〜44内で各種ガスが混合されるようにするのではなく、少なくともSi原料ガス、C原料ガス、ドーパントガスおよびキャリアガスとパージガスとが別配管で供給されるようにする必要がある。また、第1〜第4部屋40a〜40dについても、Si原料ガス、C原料ガス、ドーパントガスおよびキャリアガスが導入されてパイプ部材31aa〜31daの内側と繋がる部屋とパージガスが導入されてパイプ部材31aa〜31daの外側と繋がる部屋とに分ける必要がある。   In the case of such a configuration, various gases are not mixed in the gas pipes 41 to 44, but at least a Si raw material gas, a C raw material gas, a dopant gas, a carrier gas, and a purge gas are separate pipes. Need to be supplied at. Also, in the first to fourth chambers 40a to 40d, the Si source gas, the C source gas, the dopant gas, and the carrier gas are introduced, the chamber connected to the inside of the pipe members 31aa to 31da, and the purge gas are introduced, and the pipe member 31aa. It is necessary to divide into the room connected with the outside of ~ 31 da.

(第3実施形態)
本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態も、第1実施形態に対してインレット30の構成を変更したものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
Third Embodiment
A third embodiment of the present invention will be described. The present embodiment is also the one in which the configuration of the inlet 30 is modified with respect to the first embodiment, and the other parts are the same as the first embodiment, so only the parts different from the first embodiment will be described.

本実施形態では、図6に示すように、ガス導入口31a〜31dを導入口構成部34a〜34cの先端側とは反対側となる根元側に配置された根元側のガス導入口31a〜31dとして、それに加えて、各導入口構成部34a〜34cのうち最もサセプタ部50側の先端部を通過する先端側の第5〜第7ガス導入口31e〜31gを形成している。そして、第5〜第7ガス導入口31e〜31gからSi原料ガス(例えばTCS)、C原料ガス(例えばC38)、ドーパントガス(例えばTMA)およびキャリアガス(例えばH2、不活性ガス)を導入している。また第1〜第4ガス導入口31a〜31dからパージガス(例えばH2)を導入する。 In the present embodiment, as shown in FIG. 6, the gas introduction ports 31 a to 31 d on the base side, which are disposed on the base side opposite to the tip side of the introduction port constituting portions 34 a to 34 c, are provided. In addition to that, the fifth to seventh gas inlets 31e to 31g on the tip end side which passes through the tip end closest to the susceptor portion 50 among the inlet ports constituting portions 34a to 34c are formed. Then, Si source gas (for example, TCS), C source gas (for example, C 3 H 8 ), dopant gas (for example, TMA), and carrier gas (for example, H 2 , inert gas) from the fifth to seventh gas introduction ports 31e to 31g. ). The introducing a purge gas (e.g., H 2) from the first to fourth gas inlet 31 a to 31 d.

このように、各導入口構成部34a〜34cのうち最もサセプタ部50側の先端部を通る線上を通過するように、第5〜第7ガス導入口31e〜31gを形成し、そこからSi原料ガス、C原料ガス、ドーパントガスおよびキャリアガスの周囲にパージガスを導入する形態としても良い。このような構造とすれば、Si原料ガス、C原料ガス、ドーパントガスおよびキャリアガスの周囲が導入口構成部34a〜34cにおける傾斜させた壁面を通過しないことになるため、より導入口構成部34への堆積物の付着を抑制することが可能となる。   As described above, the fifth to seventh gas introduction ports 31e to 31g are formed so as to pass on the line passing through the tip portion closest to the susceptor 50 among the introduction port constituting portions 34a to 34c, and the Si raw material is formed therefrom. The purge gas may be introduced around the gas, the C source gas, the dopant gas, and the carrier gas. With such a structure, the surroundings of the Si source gas, the C source gas, the dopant gas, and the carrier gas do not pass through the inclined wall surfaces in the inlet port constituent portions 34a to 34c. It becomes possible to control the adhesion of the deposit to it.

なお、このような構成とする場合も、ガス配管41〜42内で各種ガスが混合されるようにするのではなく、少なくともSi原料ガス、C原料ガス、ドーパントガスおよびキャリアガスとパージガスとが別配管で供給されるようにする必要がある。また、第1〜第4部屋40a〜40dに加えて、第5〜第7部屋40e〜40fを備え、第5〜第7部屋40e〜40fにSi原料ガス、C原料ガス、ドーパントガスおよびキャリアガスが導入されるようにする必要がある。   Even in such a configuration, various gases are not mixed in the gas pipes 41 to 42, but at least the Si source gas, the C source gas, the dopant gas, the carrier gas, and the purge gas are separated. It needs to be supplied by piping. In addition to the first to fourth chambers 40a to 40d, fifth to seventh chambers 40e to 40f are provided, and Si source gas, C source gas, dopant gas, and carrier gas are provided to the fifth to seventh chambers 40e to 40f. Need to be introduced.

(第4実施形態)
本発明の第4実施形態について説明する。本実施形態は、第2実施形態に対してインレット30の構成を変更したものであり、その他については第2実施形態と同様であるため、第2実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
Fourth Embodiment
A fourth embodiment of the present invention will be described. The present embodiment is the same as the second embodiment except that the configuration of the inlet 30 is modified with respect to the second embodiment. Therefore, only the parts different from the second embodiment will be described.

本実施形態では、各導入口構成部34a〜34cの先端を加熱手段を備えた構造とする。具体的には、図7に示すように、各導入口構成部34a〜34cの先端に加熱手段として抵抗加熱によるヒータ37を備えてある。このように、ヒータ37を備えることにより、例えばドーパントガスに含まれるAlの付着温度(例えば1200℃)以上の温度に各導入口構成部34a〜34cの先端、具体的には傾斜させられている壁面を加熱する。このようにすれば、より導入口構成部34への堆積物の付着を抑制することが可能となる。   In the present embodiment, the tip of each of the inlet configuration parts 34 a to 34 c is provided with a heating unit. Specifically, as shown in FIG. 7, a heater 37 by resistance heating is provided as a heating means at the tip of each of the inlet constructions 34a to 34c. Thus, by providing the heater 37, for example, the tips of the introduction port constituent portions 34a to 34c, specifically, are inclined to a temperature equal to or higher than the adhesion temperature (for example, 1200 ° C.) of Al contained in the dopant gas. Heat the wall. In this way, it is possible to further suppress the adhesion of the deposit to the inlet configuration part 34.

なお、ここでは冷却機構35による冷却とヒータ37による加熱を熱的に分離して行えるように、各導入口構成部34a〜34cの先端については根元部分(SUS)と異なる材料で構成している。この場合、温度の高いガスによって昇華してSiCに対する汚染物質が形成されてしまわないようにする必要があるため、例えばカーボンや高融点炭化金属(TaC(炭化タンタル)やNbC(炭化ニオブ)など)を用いて各導入口構成部34a〜34cの先端を構成するようにしている。   Here, the tips of the introduction port constituting portions 34a to 34c are made of a material different from the root portion (SUS) so that the cooling by the cooling mechanism 35 and the heating by the heater 37 can be thermally separated. . In this case, since it is necessary to prevent sublimation by SiC at a high temperature to form a pollutant for SiC, for example, carbon and high melting point metal carbide (TaC (tantalum carbide), NbC (niobium carbide), etc.) Are used to form the tips of the inlets 34a to 34c.

(他の実施形態)
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and appropriate modifications can be made within the scope of the claims.

例えば、各導入口構成部34a〜34cの先端の傾斜については、必ずしも断面形状が直線状になっている必要はなく、図8(a)に示すような膨らんだ曲線状もしくは図8(b)に示すような凹んだ曲線状であっても良い。また、各導入口構成部34a〜34cの先端についても、平坦面が構成されていなければ良く、例えば、図8(c)に示すような丸まった形状とされていても良い。   For example, with respect to the inclination of the tip of each of the inlet configuration parts 34a to 34c, the cross-sectional shape does not necessarily have to be linear, and the expanded curved shape as shown in FIG. 8 (a) or FIG. 8 (b) It may be in the shape of a concave curve as shown in FIG. In addition, it is sufficient that the flat surface is not formed at the tip of each of the introduction port forming portions 34a to 34c, and for example, it may have a rounded shape as shown in FIG.

また、各実施形態相互間において組み合わせ可能なものについては、組み合わせることも可能である。例えば、第4実施形態のヒータ37を第1、第3実施形態の構造に対して適用することもできる。   Moreover, what can be combined between each embodiment can also be combined. For example, the heater 37 of the fourth embodiment can be applied to the structure of the first and third embodiments.

また、上記各実施形態では、導入口構成部34a〜34cが分離された構造としているが、ガス導入口31a〜31dをライン状にするのではなく点在させ、各導入口構成部34a〜34cが繋がった構造とすることもできる。ただし、その場合、各ガス導入口31a〜31dの間において平坦面が形成されることになり、その部分に堆積物が生じたり、ガス流の対流が生じる可能性があることから、好ましくはガス導入口31a〜31dをライン状にするのが良い。   Moreover, in each said embodiment, although it is set as the structure where the inlet-port structure parts 34a-34c were isolate | separated, the gas inlet ports 31a-31d are dotted instead of making it a line form, and each inlet-port structure parts 34a-34c. It can also be set as the structure which connected. However, in that case, a flat surface will be formed between the respective gas inlets 31a to 31d, which may cause deposits or convection of the gas flow, so the gas is preferably used. The inlets 31a to 31d may be line-shaped.

さらに、上記各実施形態では、導入口構成部34a〜34cを同心円状に配置した円環状の部材としているが、これは一例を示したに過ぎず、同心状の枠形状の部材としていれば良い。   Further, in each of the above embodiments, the introduction port components 34a to 34c are annular members arranged concentrically. However, this is merely an example, and it may be a concentric frame member. .

10 エピタキシャル成長装置
20 チャンバー
30 インレット
31a〜31g ガス導入口
34 導入口構成部
35 冷却機構
37 ヒータ
40 分離部屋
50 サセプタ部
70 SiC半導体基板
80 SiC半導体層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 epitaxial growth apparatus 20 chamber 30 inlet 31a-31g gas inlet 34 inlet structure part 35 cooling mechanism 37 heater 40 separation room 50 susceptor part 70 SiC semiconductor substrate 80 SiC semiconductor layer

Claims (8)

成長室を構成するチャンバー(20)と、
前記チャンバー内に構成される前記成長室内に備えられ、炭化珪素半導体基板(70)が設置される設置面を構成するサセプタ部(50)と、
Si原料含有ガス、C原料含有ガス、炭化珪素半導体の不純物となる元素を含むドーパントガスが導入される複数の分離部屋(40)を構成すると共に、該分離部屋に導入されたガスを前記成長室に導入するガス導入口(31a〜31d)を有するインレット(30)と、
前記炭化珪素半導体基板を加熱するヒータ(60)と、を有し、
前記ヒータにて前記炭化珪素半導体基板を加熱しつつ、前記ガス導入口を通じて、前記Si原料含有ガス、前記C原料含有ガスおよび前記ドーパントガスを前記成長室内に導入することで、前記炭化珪素半導体基板の上に炭化珪素半導体層をエピタキシャル成長させるエピタキシャル成長装置であって、
前記インレットは、前記複数の分離部屋と前記成長室とを区画すると共に前記ガス導入口を構成し、内部に冷却機構(35)が備えられた導入口構成部(34)を有し、
前記導入口構成部は、同心状に配置された枠状の複数の構成部(34a〜34c)を有した構成とされると共に、該複数の構成部の間に前記ガス導入口を構成しており、前記複数の分離部屋それぞれから前記成長室に向かう方向に対して前記複数の構成部のうち前記ガス導入口を構成している壁面が傾斜させられることで該複数の構成部が先細り形状とされており、該複数の構成部のうち最も前記成長室側の先端に至るまで前記壁面が傾斜させられていることを特徴とするエピタキシャル成長装置。
A chamber (20) constituting a growth chamber;
A susceptor portion (50) provided in the growth chamber configured in the chamber and constituting an installation surface on which a silicon carbide semiconductor substrate (70) is installed;
A plurality of separation chambers (40) into which a Si raw material-containing gas, a C raw material-containing gas, and a dopant gas containing an element serving as an impurity of a silicon carbide semiconductor are introduced, and the gases introduced into the separation chamber An inlet (30) having a gas inlet (31a to 31d) to be introduced into the
A heater (60) for heating the silicon carbide semiconductor substrate;
The silicon carbide semiconductor substrate is introduced by introducing the Si source-containing gas, the C source-containing gas, and the dopant gas into the growth chamber through the gas inlet while the silicon carbide semiconductor substrate is heated by the heater. An epitaxial growth apparatus for epitaxially growing a silicon carbide semiconductor layer on the substrate,
The inlet divides the plurality of separation chambers and the growth chamber and constitutes the gas inlet, and has an inlet structure (34) provided with a cooling mechanism (35) therein.
The inlet component is configured to have a plurality of frame-shaped components (34a to 34c) arranged concentrically, and the gas inlet is configured between the plurality of components. And a wall surface of the plurality of components constituting the gas inlet is inclined with respect to a direction from each of the plurality of separation chambers toward the growth chamber. An epitaxial growth apparatus characterized in that the wall surface is inclined to a tip of the plurality of constituent parts closest to the growth chamber.
前記複数の構成部は、同心円状に配置された円環状とさていることを特徴とする請求項1に記載のエピタキシャル成長装置。
Wherein the plurality of configuration unit, an epitaxial growth apparatus according to claim 1, characterized in that it is an annular concentrically arranged.
前記冷却機構により、前記導入口構成部が200℃以下に冷却されることを特徴とする請求項1または2に記載のエピタキシャル成長装置。   The epitaxial growth apparatus according to claim 1, wherein the introduction port component is cooled to 200 ° C. or less by the cooling mechanism. 前記ガス導入口には、パイプ部材(31aa〜31da)が配置され、前記ガス導入口のうち前記パイプ部材の内側より前記Si原料含有ガス、前記C原料含有ガス、前記ドーパントガスおよびキャリアガスを導入し、前記パイプ部材の外側よりパージガスを導入することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載のエピタキシャル成長装置。   Pipe members (31aa to 31da) are arranged at the gas inlet, and the Si raw material containing gas, the C raw material containing gas, the dopant gas and the carrier gas are introduced from the inside of the pipe member of the gas inlet. 4. The epitaxial growth apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein a purge gas is introduced from the outside of the pipe member. 前記パイプ部材は、先端が前記壁面のうち傾斜させられている部分における最も前記成長室と反対側の位置よりも前記成長室側に突き出していることを特徴とする請求項4に記載のエピタキシャル成長装置。   5. The epitaxial growth apparatus according to claim 4, wherein the pipe member protrudes closer to the growth chamber than a position on the opposite side of the growth chamber in a portion where the tip is inclined in the wall surface. 6. . 前記導入口構成部には、前記ガス導入口を該導入口構成部の先端側とは反対側となる根元側に配置された根元側のガス導入口として、該根元側のガス導入口に加えて、該導入口構成部のうち最も前記サセプタ部側の先端部を通過するように先端部側のガス導入口(31e〜31g)が形成されており、
前記根元側のガス導入口よりパージガスを導入すると共に、前記先端部側のガス導入口より前記Si原料含有ガス、前記C原料含有ガス、前記ドーパントガスおよびキャリアガスを導入することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載のエピタキシャル成長装置。
In the introduction port configuration portion, the gas introduction port is added to the base side gas introduction port as a root side gas introduction port arranged on the root side opposite to the tip side of the introduction port configuration portion. The gas inlet (31e to 31g) on the tip end side is formed to pass through the tip on the susceptor part side of the inlet port constituting part,
The purge gas is introduced from the gas inlet on the base side, and the Si raw material containing gas, the C raw material containing gas, the dopant gas and the carrier gas are introduced from the gas inlet on the tip side. An epitaxial growth apparatus according to any one of Items 1 to 3.
前記導入口構成部の先端には、前記壁面における傾斜した部分を加熱する加熱手段(37)が備えられていることを特徴する請求項1ないし6のいずれか1つに記載のエピタキシャル成長装置。   The epitaxial growth apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein a heating means (37) for heating the inclined portion of the wall surface is provided at the tip of the introduction port forming portion. 前記加熱手段により、前記壁面における傾斜した部分を1200℃以上に加熱することを特徴とする請求項7に記載のエピタキシャル成長装置。   The epitaxial growth apparatus according to claim 7, wherein the inclined portion of the wall surface is heated to 1200 ° C or higher by the heating means.
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